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1、第二章电子设计竞赛基础训练内容提要本章介绍了电子设计竞赛必备的基础知识，内容有电子元器件的分类、型号，装配工具 及使用方法，焊接材料、焊接工艺和焊接方法，印制电路板设计与制作方法。 知识要点：电子元器件，装配工具，印制电路板。教学建议: 本章的重点是识别电子元器件，掌握装配工具的使用方法，学会印制电路板 设计与制作。建议学时数为4 学时，电子元器件的识别利用实际的元器件进行教学。装配工 具的使用通过实际操作演示与学生实际操作练习完成。利用多媒体教学软件进行介绍印制电 路板的基本设计方法，通过实际印制板制作过程，掌握印制电路板设计与制作。掌握印制电 路板设计与制作对电子设计竞赛是十分重要的技能，
2、这需要在整个培训过程中不断的进行训 练。2.1 电子元器件的识别2.1.1 电阻器电阻器是属于无源器件，种类繁多。按结构形式可分为：固定数值电阻和可变电阻器（又 称电位器）。按材料可分为：合金型、薄膜型和合成型。按功率规格可分为：1/16W、1/8W、 1/4W、 1W、 2W、 5W 等等。按误差范围可分为：普通型（5%、10%、20%）和精密 型（2%、1%、0.5%等等）。1. 电阻器的技术指标电阻器的主要技术指标有：额定功率、标称阻值、精度等。（1）额定功率额定功率指电阻长时间工作，而不显著影响其性能条件下所允许消耗的最大功率。一般常用的有1/16W、1/8W、1/4W、1W、2W、5
3、W等多种规格。电路设计应用时，采取降额使 用，一般为设计值的0.50.3。（2）标称阻值 标称阻值是指在进行电阻的生产过程中，按一定的规格生产电阻系列，这个电阻系列随着误差的不同有所区别，现在最常见的有E24系列，其精度为5%,标称值如表2.1.1所示。表中的数值再乘以10n就可以得到各种阻值的电阻。在实际电路设计应用时，设计值不等于标称值时，可以选择数值相近的电阻。表 2.1.1 电阻标称值系列标称系列精度电阻器、电位器、电容器标称数值E245%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.13）
4、精度精度也称作误差，是指电阻的实际阻值与标称值的相对误差。常用电阻精度有20%、 10%、5%、2%、1%、0.5%、0.2%等十多种。实际应用时要根据不同的要求来选 择不同精度的电阻。2. 电阻器的标志方法电阻器的标志方法通常采用文字、符号直标法和色环法。对于功率为1/8W1/4W间的 电阻，一般采用色环法，标出阻值和精度，材料可由整体颜色识别，功率可由体积识别。对 于功率较大的电阻采用直标法。（1）色环标志法 色环标志法用各种颜色的色环，环绕在电阻器表面，有五色环和四色环等形式，其各道 色环的含义表2.1.2所示。表 2.1.2 色环的基本色码及意义色别第一环第二环第三环第四环第五环第一位
5、数第二位数第三位数应乘倍率精度棕111101F1%红222102G2%橙333103黄444104绿555105D0.5%蓝666106C0.2%紫777107B0.1%灰888108白999109黑000100K10%金10-1J5%银10-2K10%（2）文字符号直标法 标称电阻电阻单位：Q （欧）KQ （千欧）、MQ （兆欧）、GQ （吉欧）、TQ （太 欧），其数量关系为： K=103、 M=106、 G=109、 T=1012。遇到小数时，常以Q、K、M取代小数点，例如：0.5Q可标为Q 5, 5.1KQ可以标为5K1。 精度 精度也可以用不同的字母表示，如表2. 1 .3所示。表
6、2.1.3 字母表示精度的含义%.001%0.002%0.005%0.01%0.02%0.05%0.1%符号EXYHUWB%0.2%0.5%1%2%5%10%20%符号CDFGJKM 材料 电阻的制造材料由符号表示，符号的含义如表2.1.4 所示。表 2.1.4 电阻材料及代表符号符号TJXHYCSIN材料碳膜金属膜线绕合成膜氧化膜沉积膜有机实芯玻璃釉膜无机实芯3. 电阻器的特点及应用（1）金属膜电阻稳定性好、温度系数小、噪声小，常用在要求较高的电路中，适合高频 电路应用。（2）金属氧化膜电阻有极好的脉冲、高频特性，外型与金属膜电阻相似。（3）碳膜电阻温度系数为负值，噪声大、精度等级低，常用于
7、一般要求电路中。（4）线绕电阻精度高、但分布参数较大，不适合高频电路中。（5）敏感电阻又称半导体电阻，通常有光敏、热敏、湿敏、压敏、气敏等不同类型，可 以作为传感器，用来检测相应的物理量。4. 电阻器质量的判断判断电阻器质量的好坏，一要观察其外观及引线，要求无缺陷、断裂、氧化、霉变；二 是用万用表的欧姆档去检测，若读数与标称值相差太大或不稳定，则不能使用。2.1.2 电位器电位器是一种可调电阻，有两个固定端和一个滑动端，在滑动端与固定端之间的阻值可 调。在电子设计竞赛时，常采用多圈可调玻璃釉电位器，安装形式有立式或者卧式。1. 主要技术指标 电位器的主要技术指标有：标称阻值、额定功率、滑动噪声
8、、分辨力、阻值变化规律、 极限电压等。标称阻值：电位器的阻值，标称值与电阻器相同。 额定功率：电位器的两个固定端上允许耗散的最大功率。滑动噪声：当电位器的滑动端在电阻体上滑动时，滑动端与固定端之间的电压出现无规 则的波动现象。滑动噪声要求越小越好。分辨率：电位器对输出量可实现的最精细的调节能力。线绕电位器的分辨率较差。 阻值变化规律：电位器的阻值变化规律有按线性变化、指数变化或者对数变化等形式。2. 电位器的质量判断方法（1）静态检测用万用表“Q”挡测量电位器的两个固定的阻值，测量值应与电位器的标称值接近。如 果测量值比标称值大很多，说明电位器已经开路。（2）动态检测 用万用表检测固定端与滑动
9、端的阻值，同时调动滑动端让阻值从最小阻值变化到最大， 测量值变化应该连续并无跳动。如果测量值抖动较大，说明滑动端接触不良。3. 电位器选用的原则（1）在高频、高稳定的场合：选用薄膜电位器；（2）要求电压均匀变化的场合：选用直线式电位器；（3）音量控制：选用指数式电位器；（4）要求高精度的场合：选用线绕多圈电位器（5）要求高分辨率的场合：选用各类非线绕电位器、多圈微调电位器；（6）普通应用场合：选用碳膜电位器。2.1.3 电容器电容器是一种储能元件，储存电荷的能力用电容量表示，基本单位是法拉，以F表示。 由于法拉的单位太大，电容量的常用单位是|J F（微法）和pF（微微法）。1. 电容器的主要技
10、术参数（1）容量及精度容量是电容器的基本参数，数值标在电容体上，不同类别的电容有不同系列的标称值。常用的标称值系列与电阻标称值相同。应注意，某些电容的体积过小，常常在标称容量时 不标单位符号，只标数值。电容器的容量精度等级较低，一般误差在5%以上。（2）额定电压电容器两端加电压后，能保征长期工作而不被击穿的电压称为电容器的额定电压。额定 电压的数值通常都在电容器上标出。（3）损耗角电容器介质的绝缘性能取决于材料及厚度绝缘电阻越大漏电流越小。漏电流的存在， 将使电容器消耗定电能，由于电容损耗而引起的相移角称为电容器的损耗角。2. 型号命名方法根据国家标准，电容器型号命名由四部分内容组成。第一部分
11、为主称字母，用 C 表示；第二部分为介质材料，第三部分为特征，第四部分为用数字表示序号；一般可以只需三部分组成，即两个字母一个数字。例如：CC104表示：111级精度（+20%）0.1p F瓷介电容器；CBB120.68II表示：11级精度（+10%）0.68|J F聚丙烯电容器。一般在体积较大的电容器主体上除标上述符号外，还标有标称容量、额定电压、精度与 技术条件等。3. 容量的标志方法电容器的容量单位有：F（法拉）、mF（毫法），pF（微法）、nF（纳法）、pF（皮法或微微法）。例如：4n7表示 4.7nF 或 4700pF；0.22表示 0.22p F；510表示 510pF。没标单位的
12、数字的读法是：当容量在1（105 1） pF之间时，读为pF,如510pF。当 容量大于105pF时，读为|J F,如0.22p F。一般可以认为，电容器表面上的数字大于1,表 示的电容器的容量单位为pF；用小于1的数字表示时，单位为|J F。4. 常用的电容类型常用的电容类型有：铝电解电容器（CD）、钽电解电容器（CA）、瓷片电容（CC）、云 母电容（CY）、聚丙烯（CBB）、聚四氟乙烯（CF）、聚苯乙烯（CB）、独石电容器、涤纶电 容器（CL）、可变电容器等。5. 电容器的选用在电容器选用时应注意：（1）额定电压降额使用，电容器的额定耐压值应超过电路上实际电压的30%50%；（2）当电容器
13、的精度决定电路某些精确参数时，如定时时间、输出频率，则需要选用高 精度的电容器；（3）在高频电路中要选用低损耗角的电容器；（4）在数字集成电路的电源端与地之间的去耦电容器，一般使用独石电容器器。6. 电容器的质量检测（ 1 ）电容器容值的测量使用数字万用表的电容挡，若电容器的容值超过万用表上的量程，可以通过已知容值的 电容器和未知电容器的串并联，使它们的总容值在量程范围内，通过计算来求未知容值。（2）电容器绝缘电阻的测量 使用万用表的电阻挡，若电阻越大说明漏电流越小。2.1.4 电感器电感器的应用范围很广泛，它在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、陷波，延迟、补偿 等电路中，都是必不可少的。由于其用
14、途、工作频率、功率、工作环境不同，对电感器的基 本参数和结构形式就有不同的要求，从而导致电感器的类型和结构多样化。1. 电感器的主要参数（1）电感量：用L表示，简称电感。电感常用单位是亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（|J H）。（ 2）品质因数 Q；（3）额定电流：线圈中允许通过的最大电流。2. 常用电感器的外型常用的电感有卧式、立式两种，通常是将漆包线直接绕在棒形、工字型、王字型等磁芯 上而成。也有用漆包线绕成的空芯电感。3. 电感器的标志方法电感器的标志方法与电阻器的标志方法类似，通常采用文字、符号直标法和色环法。4. 电感器的选用在电感器选用时应注意：(1)额定电流降额使用，电感器的额定电流值应超过电路上实际电压的30%50%；(2) 在高频电路中要选用高Q值、低损耗角的电感器。2.1.5 半导体分立器件1. 半导体的命名方法半导体的命名方法有很多种，主要有中华人民共和国国家标准半导体器件型号命名方法(GB24974)、国际电子联合会半导体器件命名方法、美国半导体器件型号命名法、 日本半导体器件型号命名法。中华人民共和国半导体器
